JP2003298458A

JP2003298458A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2003298458A
Application number: JP2002100602A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Naganuma; 祐資長沼
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2003-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】通信に使用される周波数帯域が変化する無線
通信環境において、高効率且つ高い利得を実現できる狭
帯域のアンテナによる無線通信を可能とする。【解決手段】高効率且つ高い利得を実現可能な狭帯域
のアンテナ１と、送受信される信号に変復調を施すと共
に周波数ホッピングの処理を行う送受信回路３と、アン
テナ１と送受信回路３のインピーダンスを整合させる整
合回路１０とを備える。そして、ホッピングシンセサイ
ザ２４の出力電圧を整合回路の可変バラクタキャパシタ
Ｃｖの制御電圧とすることで、周波数ホッピングされる
各周波数毎に整合回路１０の特性を制御してアンテナ特
性を最適化している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線による通信を
行う無線通信装置に関し、特に高効率且つ高い利得を実
現できる狭帯域のアンテナを使用する場合に好適な無線
通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年は、各種の電子機器において、いわ
ゆるブルートゥース（Bluetooth：商標）方式と呼ばれ
ている近距離無線通信方式を採用することで、各電子機
器間でデータの送受信を行うことが実用化されつつあ
る。

【０００３】上記ブルートゥース方式は、２．４ＧＨｚ
帯の周波数を使用し、複数の電子機器間でアドホックな
無線ネットワーキングを実現するための方式である。こ
のブルートゥース方式は、Bluetooth SIG（Special Int
erest Group）にて策定されたものであり、詳細は“Blu
etooth（ＴＭ）Special Interest Group、Bluetooth仕
様書バージョン１．０”に開示されている。

【０００４】上記ブルートゥース方式は、スペクトラム
拡散の方式の一つである周波数ホッピング方式を使用し
てデータ通信を行うよう規定されている。周波数ホッピ
ング（Frequency Hopping:FH）方式とは、ある一定の周
期で搬送波の周波数を切り替えて（ホッピングして）通
信を行う方式であり、送信側だけでなく、受信側も同様
に一定周期で受信周波数を変更する。ブルートゥース方
式では、２．４ＧＨｚ帯の広帯域（２４０２ＭＨｚ〜２
４８０ＭＨｚの８０ＭＨｚ幅）の中に、１ＭＨｚ間隔で
７９個のチャネルが設定されており、上記周波数ホッピ
ングにより１秒間に１６００回のチャネル切替を行いな
がら通信を行う。これにより、上記ブルートゥース方式
は、周波数干渉による障害に強く、通信の秘匿性を保っ
た状態での通信が可能となっている。

【０００５】また、上記ブルートゥース方式は近距離無
線通信に特化しているため、通信モジュールの回路部品
の小型化及び集積化が容易である。このことから、携帯
電話機やノートパソコン、ＰＤＡ（Personal Digital A
ssistant）などの携帯型電子機器における近距離無線通
信手段として、広く採用されつつある。上記ブルートゥ
ース方式の通信モジュールが携帯型電子機器に搭載され
た場合、アンテナは、上記通信モジュールの近くに内蔵
アンテナとして実装されることになり、小型で且つその
占有面積も少ないことが求められる。そのため、携帯型
電子機器に搭載されるブルートゥース方式のアンテナと
しては、チップ化されたモノポールアンテナ等が使用さ
れている。

【０００６】ところで、一般に、無線通信装置は、図１
８に示すように送受信回路１０３とアンテナ１０１との
間にキャパシタＣとインダクタＬからなる整合回路１０
２を備えていることが多い。上記整合回路１０２は、送
受信回路１０３とアンテナ１０１の両方のインピーダン
スを整合させるために設けられており、上記送受信回路
１０３が使用する通信周波数で上記アンテナの周波数特
性が最適になるような回路構成をとる。図１８の例で
は、キャパシタンスとインダクタンスの両値が設定され
ている。

【０００７】また、無線通信を行う場合において、アン
テナ１０１は、高効率で且つ高い利得を備えたものであ
ることが望ましい。ここで、携帯型電子機器等にブルー
トゥース方式の無線通信を採用する場合、アンテナが使
用できるスペースは限られる。小型なアンテナに高効率
で且つ高い利得を要求すると、一般的に例えば図１９の
利得−周波数特性曲線ＣＦＲに示すように、アンテナの
周波数特性が狭くなってしまう。

【０００８】上述のような小型で高効率且つ利得の高い
アンテナを用いると共に、そのアンテナの周波数特性を
上記整合回路で調整することは、携帯型電子機器等に上
記ブルートゥース方式の近距離無線通信を採用する場合
も、同様に効果的であると考えられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ブ
ルートゥース方式の場合、前述したように８０ＭＨｚ幅
の帯域内で周波数ホッピングが行われるため、上記狭帯
域のアンテナ１０１と特定の周波数のみに対応した整合
回路１０３では、帯域内で常時最適なアンテナ特性を実
現できない。すなわち、８０ＭＨｚ幅のような広い帯域
内で常に高い利得を維持できる周波数特性を備えた小型
のアンテナを実現するのは困難であり、また、周波数ホ
ッピングの各周波数帯域でアンテナの周波数特性を各々
最適化できる整合回路も存在していない。なお、携帯型
電子機器等に内蔵可能な小型アンテナの場合、図１９に
示すように、通信に最低限必要な利得ＲＤを維持可能な
周波数帯域幅ＷＮは２０ＭＨｚ程度となっている。した
がって、当該小型アンテナは、上記８０ＭＨｚの広帯域
幅を使用し且つ通信時に使用される通信周波数が変化す
るようなブルートゥース方式の無線通信には使用できな
い。

【００１０】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、例えばブルートゥース方式の周波数ホッ
ピング方式のように、通信に使用される周波数帯域を変
化させるような無線通信環境において、高効率且つ高い
利得を実現できる狭帯域のアンテナによる無線通信を可
能とし、さらに、そのアンテナの周波数特性を最適化す
ることをも可能とする、無線通信装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の無線通信装置
は、アンテナと、送受信される信号に所定の通信処理を
施す送受信処理部と、アンテナと送受信処理部の間に設
けられる整合部と、所望の周波数に基づいて整合部の周
波数特性を制御する制御部とを有する。

【００１２】すなわち本発明によれば、例えば、狭帯域
の周波数特性を持つアンテナを用い、通信に使用される
周波数が変化するような場合において、当該通信に使用
される周波数を所望の周波数とし、その所望の周波数に
基づいて整合部の周波数特性を制御することにより、送
受信信号の全帯域に渡って、アンテナ利得を最大にでき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用される一実施
の形態として、ブルートゥース方式の近距離無線通信機
能を備えた電子機器を例に挙げて説明する。なお、電子
機器は、一例として、携帯電話機やノートパソコン、Ｐ
ＤＡなどの携帯型電子機器であるとする。図１には、本
発明実施の形態の無線通信装置の主要部の構成を示す。

【００１４】図１において、本実施の形態の無線通信装
置は、少なくとも、アンテナ１と整合回路１０と送受信
回路３とディジタル回路４を備えている。なお、図１に
挙げられていない他の構成要素の説明については省略す
る。

【００１５】上記アンテナ１は、高効率で高利得を実現
するために狭帯域の特性を有したアンテナとなされ、ま
た、携帯型電子機器のように設置容積が限られたものに
搭載するために小型のアンテナとなされている。当該ア
ンテナ１は、整合回路１０の端子７１と接続されてい
る。

【００１６】整合回路１０は、上記アンテナ１と送受信
回路３との間に設けられ、アンテナ１と送受信回路３の
両方のインピーダンスを整合させるために設けられてい
る。本実施の形態の場合、当該整合回路１０は、可変バ
ラクタキャパシタＣｖとインダクタＬを備えており、こ
れら可変バラクタキャパシタＣｖとインダクタＬにより
可変バラクタキャパシタダイオードが構成されている。
上記可変バラクタキャパシタＣｖは、送受信回路３から
供給される制御電圧により、キャパシタンスが変更され
る。すなわち、整合回路１０は、上記制御電圧により可
変バラクタキャパシタＣｖのキャパシタンスを変更する
ことで、所望の周波数帯域で上記アンテナ１と送受信回
路３の両方のインピーダンスを整合させ得るものとなさ
れている。

【００１７】ディジタル回路４は、少なくとも、信号送
信時のデータの符号化、信号受信時のデータの復号化、
例えばブルートゥース方式の通信プロトコルに準拠した
送受信データの処理、送信データのＤ／Ａ（ディジタル
／アナログ）変換、受信信号のＡ／Ｄ（アナログ／ディ
ジタル）変換等を行う。また、ディジタル回路４は、信
号送信時におけるブルートゥース方式等の周波数ホッピ
ングのための送信ホッピング制御信号と、信号受信時に
おける受信ホッピング制御信号を生成する。なお、信号
送信時の送信ホッピング制御信号は、ディジタル回路４
が内部で決定した周波数ホッピングの順序に基づいて生
成され、一方、信号受信時の受信ホッピング制御信号
は、ディジタル回路４が受信信号から検出した受信周波
数に基づいて生成される。さらに、図１のディジタル回
路４は、後述するように、整合回路１０の周波数特性を
微調整するための微調整信号も生成する。

【００１８】送受信回路３は、変復調部２２、拡散逆拡
散部２１、ホッピングシンセサイザ２４、後述する電圧
微調整部２５及びレベル検知部２３を備える。なお、送
受信回路３は、図示しない送信アンプ、受信アンプも備
えている。

【００１９】上記変復調部２２は、送信信号の変調と、
受信信号の復調とを行う。ホッピングシンセサイザ２４
は、ディジタル回路４からの送信ホッピング制御信号に
基づいて、送信信号の搬送周波数を一定周期毎に変更す
るための送信ホッピングパターンを生成する。また、ホ
ッピングシンセサイザ２４は、ディジタル回路４からの
受信ホッピング制御信号に基づいて、受信信号の受信周
波数を一定周期毎に変更するための受信ホッピングパタ
ーンを生成する。拡散逆拡散部２１は、整合回路１０の
端子７２と接続されており、信号送信時には送信信号の
搬送周波数を上記送信ホッピングパターンに応じて変更
することでスペクトラム拡散を行い、一方、信号受信時
には受信信号の受信周波数を上記受信ホッピングパター
ンに応じて変更することでスペクトラムの逆拡散を行
う。

【００２０】図２には、周波数ホッピングにより、一定
周期の各時間（ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３〜ｔ１０，…）
毎に各周波数（ｆ０，ｆ１，ｆ２，ｆ３〜ｆ１０，…）
へ切り替えられていく様子を例示する。すなわち、上記
ホッピングシンセサイザは、信号送信時には、送信信号
の搬送周波数を、時間ｔ０〜ｔ１の間は周波数ｆ１と
し、時間ｔ１〜ｔ２の間は周波数ｆ２とし、時間ｔ２〜
ｔ３の間は周波数ｆ３（以下同様であり省略する）とす
るための送信ホッピングパターンを生成する。一方、信
号受信時には、受信信号の受信周波数を、時間ｔ０〜ｔ
１の間は周波数ｆ１とし、時間ｔ１〜ｔ２の間は周波数
ｆ２とし、時間ｔ２〜ｔ３の間は周波数ｆ３（以下省
略）とするための受信ホッピングパターンを生成する。
なおここでは、説明の都合上、信号送信時と信号受信時
のホッピングパターンを共に同じ図２を用いて説明した
が、一般に信号送信時の送信ホッピングパターンと信号
受信時の受信ホッピングパターンは異なるものである。
また、図３には、スペクトラム拡散前又はスペクトラム
逆拡散後の信号の周波数と、所定時間内での当該信号の
電力密度の平均との関係を表し、図４には、スペクトラ
ム拡散後の信号の周波数と、所定時間内での当該信号の
電力密度の平均との関係を表している。つまり、スペク
トラム拡散前（又はスペクトラム逆拡散後）の信号は、
ある周波数帯域ｆｘに電力密度が集中しているが、スペ
クトラム拡散後の信号は複数の周波数帯域（周波数チャ
ンネルｃｈ１，ｃｈ２，…）に渡って電力密度が分散さ
れている。

【００２１】ここで、本実施の形態の場合、上記拡散逆
拡散部２１は、具体的には、ＰＬＬ（Phase-Locked Loo
p）を備え、当該ＰＬＬのＶＣＯ（電圧制御発振器）の
共振回路用可変バラクタキャパシタダイオードに供給さ
れた電圧値に応じて周波数を変更するものとなされてい
る。したがって、上記ホッピングシンセサイザ２４が出
力する送信ホッピングパターンと受信ホッピングパター
ンは、一定周期毎に電圧値が切り替えられていくような
パターンとなる。すなわち、上記送信ホッピングパター
ン又は受信ホッピングパターンは、図５に示すように、
時間ｔ０〜ｔ１の間は電圧値ｖ１となり、時間ｔ１〜ｔ
２の間は電圧値ｖ２となり、時間ｔ２〜ｔ３の間は電圧
値ｖ３（以下同様であり省略する）となるように、一定
周期毎に電圧値が変化していくパターンとなっている。

【００２２】また、本実施の形態の場合、信号送信時及
び信号受信時において、上記送受信回路３のホッピング
シンセサイザ２４は、上記送信と受信ホッピングパター
ンに各々対応した各電圧値を、上記整合回路１０の可変
バラクタキャパシタＣｖを制御するための制御電圧とし
て出力するようにもなされている。すなわち本実施の形
態によれば、上記ホッピングシンセサイザ２４は、周波
数ホッピングにより一定周期毎に変化する各周波数帯域
において上記整合回路１０がアンテナ１と送受信回路３
の両方のインピーダンスを整合させるための制御電圧と
して、上記送信，受信ホッピングパターンに対応した各
電圧値を可変バラクタキャパシタＣｖへ送るようになさ
れている。これにより、整合回路１０は、周波数ホッピ
ングにより周波数帯域が変化する場合であっても、それ
ら各周波数帯域毎に、上記アンテナ１と送受信回路３の
両方のインピーダンスを整合可能となる。

【００２３】なお、ホッピングシンセサイザ２４が整合
回路１０へ向けて出力する各電圧値は、当該ホッピング
シンセサイザ２４から上記拡散逆拡散部２１へ送られる
各電圧値と同じであっても良いが、好ましくは上記整合
回路１０の可変バラクタキャパシタＣｖ及びインダクタ
Ｌの素子特性に合わせた電圧値の方が良い。このよう
に、整合回路１０へ送るための各電圧値と、上記拡散逆
拡散部２１へ送るための各電圧値とが異なる値となって
いる場合、ホッピングシンセサイザ２４の構成は、一例
として、ディジタル回路４からのホッピング制御信号に
より表される値と、整合回路１０へ出力すべき各電圧値
及び拡散逆拡散部２１へ出力すべき各電圧値との対応表
を備えたものが考えられる。この例の場合、ホッピング
シンセサイザ２４は、上記対応表を参照することで、デ
ィジタル回路４からのホッピング制御信号に応じて、整
合回路１０への電圧値と拡散逆拡散部２１への電圧値を
生成する。勿論、上述したホッピングシンセサイザ２
４、拡散逆拡散部２１，整合回路１０の構成は、一例で
あり、本発明はこれらの構成例に限定されるものではな
い。

【００２４】さらに、本実施の形態において、上記整合
回路１０への制御電圧は微調整することも可能である。
すなわち本実施の形態の無線通信装置は、上記整合回路
１０への制御電圧を微調整することで、上記周波数ホッ
ピングの各周波数毎に、整合回路１０の周波数特性を微
調整可能となっている。

【００２５】本実施の形態の場合、上記送受信回路３
は、整合回路１０の周波数特性を微調整するための構成
として、電圧微調整部２５とレベル検知部２３を備えて
いる。電圧微調整部２５は、整合回路１０の端子７３と
接続されており、ホッピングシンセサイザ２４から整合
回路１０へ送られる制御電圧を、ディジタル回路４が生
成した微調整信号に応じて微調整する。上記ディジタル
回路４が生成する微調整信号は例えば正又は負の電圧値
となされており、上記電圧微調整部２５は、上記ホッピ
ングシンセサイザ２４からの制御電圧へ上記正又は負の
電圧値を加算することで、当該制御電圧の微調整を行
う。

【００２６】また、本実施の形態の場合、上記整合回路
１０の周波数特性の微調整は、特に信号受信時に行われ
る。すなわち、信号受信時において、送受信回路３は、
レベル検知部２３で受信信号の受信レベルを検知し、そ
のレベル検知信号をディジタル回路４へ送る。ディジタ
ル回路４は、一例として内部のしきい値レベルと上記レ
ベル検知信号とを比較するなどの処理により、上記受信
レベルが適切であるか否かを判定し、適切でないと判定
したときには上記受信レベルが適切な値になる方向に整
合回路１０の周波数特性を調整するための上記微調整信
号を生成する。これにより、整合回路１０は、アンテナ
１と送受信回路３の間のインピーダンスを常に最適な状
態に整合させること、つまり、図６に示すアンテナ利得
−周波数特性曲線ＣＦＲ１，ＣＦＲ２，ＣＦＲ３，…よ
うに、図１９同様に狭帯域である上記アンテナ１の特性
を、周波数ホッピングにおける各周波数チャンネルｃｈ
１，ｃｈ２，ｃｈ３，…毎に常に最適な状態とすること
で、各周波数チャンネルの全帯域に渡って常に最大のア
ンテナ利得ＲＭを確保可能とし、その結果、常に良好な
受信レベルを維持可能となっている。なお、整合回路１
０の周波数特性の微調整は、信号受信時に特に有効であ
るが、勿論、信号送信時に行っても良い。

【００２７】［信号送信時の動作］以下、図１に示した
無線通信装置における信号送信時の動作を図７のフロー
チャートを参照しながら説明する。

【００２８】信号送信時において、先ずステップＳ１の
処理として、ディジタル回路４は、データを符号化し、
その符号化されたデータからブルートゥース方式等の通
信プロトコルに準拠した送信データを生成し、さらにそ
の送信データをＤ／Ａ変換して送信信号を生成する。ま
た、ディジタル回路４は、周波数ホッピングにおける送
信周波数を決定し、その送信周波数に応じた送信ホッピ
ング制御信号を生成する。そして、ステップＳ２の処理
として、ディジタル回路４は、上記送信信号と送信ホッ
ピング制御信号を送受信回路３へ送る。当該ディジタル
回路４からの送信信号は、レベル検知部２３を通過して
変復調部２２へ送られる。また、送信ホッピング制御信
号は、ホッピングシンセサイザ２４へ送られる。

【００２９】送受信回路３の変復調部２２は、ステップ
Ｓ３の処理として、上記送信信号により所定の搬送波を
変調し、当該変調後の送信信号を拡散逆拡散部２１へ送
る。また、ホッピングシンセサイザ２４は、上記送信ホ
ッピング制御信号に基づいて、送信信号の搬送周波数を
一定周期で切り替えるための送信ホッピングパターンを
生成し、その送信ホッピングパターンを拡散逆拡散部２
１へ送る。

【００３０】次に、ステップＳ４の処理として、拡散逆
拡散部２１は、上記変調後の送信信号の搬送周波数を、
上記送信ホッピングパターンに応じて切り替えることで
スペクトラム拡散を行う。当該拡散逆拡散部２１にてス
ペクトラム拡散がなされた送信信号は、整合回路１０へ
送られる。

【００３１】次に、ステップＳ５の処理として、送受信
回路３のホッピングシンセサイザ２４からは、整合回路
１０の周波数特性を制御するための制御電圧が出力され
る。その制御電圧に応じて可変バラクタキャパシタＣｖ
が制御されることで、整合回路１０は、アンテナ１と送
受信回路３の両者のインピーダンスを、周波数ホッピン
グの各周波数毎に最適化する。

【００３２】その後、ステップＳ６の処理として、アン
テナ１から送信信号の電波が送信される。そして、ステ
ップＳ７の処理として、ディジタル回路４は、全ての信
号の送信が終了したか否か判断し、送信すべき信号が残
っているときにはステップＳ１へ処理を戻し、送信が終
了したときには当該図７の送信処理を終了する。

【００３３】［信号受信時の動作］以下、本実施の形態
の無線通信装置における信号受信時の動作を図８のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。

【００３４】信号受信時において、先ずステップＳ１０
の処理として、アンテナ１が電波を受信すると、その受
信信号は、整合回路１０，送受信回路３を介してディジ
タル回路４へ送られる。ディジタル回路４は、受信信号
をＡ／Ｄ変換し、受信データを復号する。また、ディジ
タル回路４は、ステップＳ１１の処理として、その受信
信号の周波数を判別する。そして、ディジタル回路４
は、ステップＳ１２の処理として、当該受信周波数に応
じた受信ホッピング制御信号を生成し、ステップＳ１３
の処理として、その受信ホッピング制御信号を送受信回
路３へ送る。なお、このときの受信ホッピング制御信号
は、例えば前記図２に示した周波数ホッピングの各周波
数（チャンネル）のうちの１つの周波数（チャンネル）
に対応した信号である。

【００３５】送受信回路３のホッピングシンセサイザ２
４は、上記受信ホッピング制御信号を受け取ると、ステ
ップＳ１４の処理として、その受信ホッピング制御信号
に応じた受信ホッピングパターンを生成する。なお、こ
のときの受信ホッピングパターンは、前記図５に示した
複数の電圧値のうちの一つの電圧値に対応したものであ
る。

【００３６】次に、拡散逆拡散部２２は、ステップＳ１
５の処理として、受信信号の受信周波数を上記受信ホッ
ピングパターンに応じて切り替える。

【００３７】また、ステップＳ１６の処理として、送受
信回路３のホッピングシンセサイザ２４からは、整合回
路１０の周波数特性を制御するための制御電圧が出力さ
れる。その制御電圧に応じて可変バラクタキャパシタＣ
ｖが制御されることで、整合回路１０は、アンテナ１と
送受信回路３の両者のインピーダンスを、各受信周波数
毎に整合させる。

【００３８】さらに、ステップＳ１７の処理として、送
受信回路３のレベル検知部２３は、受信信号のレベルを
検知し、そのレベル検知信号をディジタル回路４へ送
る。

【００３９】ディジタル回路４は、ステップＳ１８の処
理として、上記レベル検知信号に基づいて、受信レベル
が適切か否か判定する。そして、ステップＳ１８にて適
切でないと判定したとき、ディジタル回路４は、受信レ
ベルが適切な値になる方向に整合回路１０の周波数特性
を調整するための微調整信号を、送受信回路３の電圧微
調整部２５に送って制御電圧の微調整を行うことで、整
合回路１０の周波数特性を微調整する。一方、ステップ
Ｓ１８にて適切であると判定したとき、ディジタル回路
４は、全ての信号の受信が終了したか否か判断し、終了
していないと判断したときにはステップＳ１０へ処理を
戻し、受信が終了したときには当該図８の受信処理を終
了する。

【００４０】［周波数ホッピング以外の周波数切替を行
う構成］図９は、周波数ホッピング以外の周波数切替を
行う無線通信装置の概略構成を示す。なお、図９におい
て、図１の構成要素と同じ動作を行う部分についてはそ
れぞれ図１と同じ指示符号を付してそれらの動作説明は
省略する。

【００４１】図９に示す無線通信装置は、少なくとも、
アンテナ１と整合回路１０と送受信回路１１とディジタ
ル回路１４を備えている。アンテナ１、整合回路１０、
送受信回路１１のレベル検知部２３、電圧微調整部２５
は、図１のそれぞれ対応した構成要素と同じ動作をす
る。

【００４２】この例において、ディジタル回路１４は、
少なくとも、信号送信時のデータの符号化、信号受信時
のデータの復号化、所定の通信プロトコルに準拠した送
受信データの処理、送信データのＤ／Ａ変換、受信デー
タのＡ／Ｄ変換等を行う。また、ディジタル回路１４
は、信号送信時における周波数制御信号と、信号受信時
における周波数制御信号を生成する。なお、この例にお
いて切り替えられる周波数は、少なくとも２つの周波数
であるとする。信号送信時の周波数制御信号は、ディジ
タル回路１４が内部で決定した切替タイミングに応じて
生成され、一方、信号受信時の周波数制御信号は、ディ
ジタル回路１４が受信信号から検出した受信周波数に基
づいて生成される。また、図９のディジタル回路１４
は、前述同様に、整合回路１０の周波数特性を微調整す
るための微調整信号も生成する。

【００４３】送受信回路１１は、変復調部２６、周波数
制御部２７、電圧微調整部２５及びレベル検知部２３を
備える。

【００４４】周波数制御部２７は、ディジタル回路１４
からの周波数制御信号に基づいて、送信信号の搬送周波
数を切り替えるための切替制御信号を生成し、また、受
信信号の受信周波数を切り替えるための切替制御信号を
生成する。変復調部２６は、周波数制御部２７からの切
替制御信号に基づいて、送信信号の搬送周波数又は受信
信号の受信周波数を切り替える。

【００４５】また、この図９の例において、信号送信時
及び信号受信時の周波数制御部２７は、上記切替制御信
号に対応する電圧値を、上記整合回路１０の可変バラク
タキャパシタＣｖを制御するための制御電圧として出力
する。これにより、整合回路１０は、周波数が切り替え
られる場合であっても、それら各周波数帯域毎に、上記
アンテナ１と送受信回路１１の両方のインピーダンスを
整合可能となる。なお、この例においても、図１の場合
と同様に、上記整合回路１０への制御電圧は、ディジタ
ル回路１４が受信レベルに基づいて生成した微調整信号
により微調整される。

【００４６】［周波数検出回路を備えた構成］図１０
は、受信周波数をディジタル回路が行うのではなく、周
波数検出回路１５にて行うようにした無線通信装置の概
略構成を示す。なお、図１０において、図１の構成要素
と同じ動作を行う部分についてはそれぞれ図１と同じ指
示符号を付してそれらの動作説明は省略する。また、こ
の図１０において、端子３１，３２は図示しないディジ
タル回路と接続されており、送受信信号は端子３１を介
して入出力され、微調整信号は端子３２から供給され
る。

【００４７】この図１０に示す無線通信装置は、受信周
波数を検出するための構成として、結合器１３と周波数
検出回路１５を備えている。結合器１３は、受信信号を
送受信回路３へ送ると共に周波数検出回路１５へも送
る。周波数検出回路１５は、上記受信信号の周波数を検
出し、例えば受信周波数と制御電圧の対応表を参照する
ことで、当該検出した周波数に応じた制御電圧を生成す
る。この制御電圧は、前述同様の電圧微調整部２５を介
して整合回路１０の可変バラクタキャパシタＣｖへ送ら
れる。

【００４８】この図１０の構成によれば、受信周波数の
検出をディジタル回路で行うのではなく、送受信回路３
の前段（アンテナ側）に設けられている周波数検出回路
１５により行うことで、受信周波数検出のタイムラグが
少なくなり、特性制御の応答性を高めることができる。

【００４９】［図１０での信号受信時の動作］以下、図
１０の無線通信装置における信号受信時の動作を図１１
のフローチャートを参照しながら説明する。

【００５０】信号受信時において、ステップＳ３０の処
理として、アンテナ１にて受信され、整合回路１０を介
した受信信号は、結合器１３により周波数検出回路１５
へ送られる。周波数検出回路１５は、ステップＳ３１の
処理として、受信信号の周波数を判別し、さらにステッ
プＳ３２の処理として、その受信周波数に応じた制御電
圧を生成する。

【００５１】整合回路１０は、ステップＳ３３の処理と
して、上記制御電圧に応じて可変バラクタキャパシタＣ
ｖが制御され、これにより、アンテナ１と送受信回路３
の両者のインピーダンスを周波数毎に最適化する。

【００５２】さらに、ステップＳ３４の処理として、整
合回路１０の周波数特性は前述同様に微調整される。そ
の後、ステップＳ３５の処理として、ディジタル回路
が、全ての信号の受信が終了したか否か判断し、終了し
ていないと判断したときにはステップＳ３０へ処理を戻
し、受信が終了したときには当該図１１の受信処理を終
了する。

【００５３】［整合回路の他の構成］図１２〜図１４に
は、前述した整合回路１０と等価な別の整合回路の構成
例を示す。なお、図１２〜図１４において、図１の例と
同じ部分には同一の指示符号を付してそれらの説明は省
略する。

【００５４】図１２に示す整合回路４０は、キャパシタ
Ｃが固定値となされ、インダクタが前記制御電圧により
調整可能な可変インダクタＬｖとなされた例である。

【００５５】図１３に示す整合回路５０は、インダクタ
Ｌが端子７１と７２の間に直列接続され、可変バラクタ
キャパシタＣｖが接地側に設けられた例を示している。

【００５６】図１４に示す整合回路６０は、キャパシタ
Ｃが固定値となされると共に接地側に設けられ、制御電
圧により調整可能な可変インダクタＬｖが端子７１と７
２の間に直列接続された例を示している。

【００５７】これら図１２〜図１４の構成は、それぞれ
図１の整合回路１０と略々等価な動作を行うことができ
るが、特に、可変インダクタＬｖを用いた構成は可変バ
ラクタキャパシタＣｖを用いた例よりも電力損失が少な
くなる。

【００５８】［送受信アンプを制御する構成］図１５
は、図１の整合回路１０に代えて、送受信アンプ１２を
制御電圧により制御する無線通信装置の概略構成を示
す。なお、図１５において、図１の構成要素と同じ動作
を行う部分についてはそれぞれ図１と同じ指示符号を付
してそれらの動作説明は省略する。

【００５９】この図１５において、送受信アンプ１２
は、送受信回路３からの送信信号を増幅し、また、アン
テナ１で受信した受信信号を増幅する。なお、一般に
は、送信アンプ、受信アンプは別々に構成されるが、こ
こではまとめて図示している。この図１５の例の場合、
送受信回路３から出力される制御電圧（微調整された制
御電圧も含む）は、送受信アンプ１２の増幅制御電圧と
なされている。

【００６０】この図１５の構成によれば、周波数ホッピ
ングの各周波数毎に、送受信アンプ１２の増幅制御を行
うことで、狭帯域の上記アンテナ１であっても、送受信
に必要な信号レベルを得ることが可能となる。すなわ
ち、この図１５の構成によれば、前述の制御方法を用い
ると、狭帯域の上記アンテナ１であっても、図１６に示
すアンテナ端での送信出力−周波数特性曲線、及び、図
１７に示す拡散逆拡散部２１での受信レベル−周波数特
性曲線のように、帯域内全域で最良の特性を実現でき
る。なお、図１６，図１７中の指示符号は図６と同じも
のを用いている。

【００６１】［実施の形態のまとめ］以上説明したよう
に、本実施の形態の無線通信装置によれば、整合回路の
周波数特性制御や送受信アンプの増幅制御を行うこと
で、高効率且つ高い利得を実現できる狭帯域のアンテナ
１の特性を、例えばブルートゥース方式の周波数ホッピ
ング方式のような各周波数帯域毎に最適化できるため、
常に良好な信号の送受信が可能となり、装置及び通信品
質の信頼性を高めることができる。また、本実施の形態
の無線通信装置は、アンテナ利得を最大に利用できるた
め、通信距離を伸ばすことができ、且つ、ある所定の通
信距離で信号の送受信を行う場合には、従来の無線通信
装置に比べて、消費電力を低減することが可能となる。
さらに、本実施の形態の無線通信装置は、電圧制御によ
り整合回路の特性を調整するため、ディジタル制御によ
り特性調整を行う場合のような複雑な回路が不要であ
り、回路構成を簡略化できると共に装置コストを低減す
ることも可能である。

【００６２】なお、上述した実施の形態の説明は、本発
明の一例である。このため、本発明は上述した実施の形
態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸
脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可
能であることはもちろんである。

【００６３】例えば、本発明は周波数ホッピング方式に
限定されず、例えばＰＮ（疑似ノイズ）符号系列発生器
により発生した広帯域の信号（疑似ノイズすなわち拡散
符号）を、直接、送信信号に乗算してスペクトル拡散を
行う、いわゆるＤＳ（直接拡散）方式にも適用可能であ
る。

【００６４】また、本実施の形態では、整合回路等の周
波数特性の微調整を行う構成を例示しているが、本発明
は微調整を行わず各周波数毎に整合回路等の特性を調整
することのみ行うものであっても良い。さらに、本発明
は、ブルートゥース方式に限定されるものではなく、例
えば、無線ＬＡＮやその他のアプリケーションにも適用
可能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明は、アンテナと送受信処理部の間
に設けられる整合部の周波数特性を、所望の周波数に基
づいて制御可能とすることにより、例えば、ブルートゥ
ース方式の周波数ホッピング方式のように、通信に使用
される周波数帯域を変化させるような無線通信環境にお
いて、高効率且つ高い利得を実現できる狭帯域のアンテ
ナの周波数特性を最適化でき、アンテナ利得を送受信信
号の全帯域に渡って最大にできる。したがって、本発明
の無線通信装置は、常に良好な信号の送受信が可能であ
り、通信距離の伸長と消費電力の低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】周波数ホッピングを行う本実施の形態の無線通
信装置の概略構成を示すブロック回路図である。

【図２】周波数ホッピングにより切り替えられる各周波
数の説明に用いる図である。

【図３】スペクトラム拡散前又はスペクトラム逆拡散後
の信号の周波数と、その信号の所定時間内での電力密度
の平均との関係を表す図である。

【図４】周波数ホッピングによるスペクトラム拡散後の
信号の周波数と、その信号の所定時間内での電力密度の
平均との関係を表す図である。

【図５】拡散逆拡散部への電圧パターンと整合回路へ制
御電圧の説明に用いる図である。

【図６】本実施の形態の整合回路により特性調整がなさ
れたときの各周波数毎のアンテナ利得−周波数特性曲線
を示す図である。

【図７】図１の無線通信装置における信号送信時の動作
を示すフローチャートである。

【図８】図１の無線通信装置における信号受信時の動作
を示すフローチャートである。

【図９】周波数ホッピング以外の周波数切替を行う無線
通信装置の概略構成を示すブロック回路図である。

【図１０】周波数検出回路にて受信周波数を検出する無
線通信装置の概略構成を示すブロック回路図である。

【図１１】図１０の無線通信装置における信号受信時の
動作を示すフローチャートである。

【図１２】キャパシタが固定値で、インダクタが電圧調
整可能な可変インダクタとなされた整合回路の回路図で
ある。

【図１３】インダクタがアンテナと送受信回路との間に
直列接続され、可変バラクタキャパシタが接地側に設け
られた整合回路の回路図である。

【図１４】キャパシタが固定値となされると共に接地側
に設けられ、制御電圧によりインダクタンスを調整可能
な可変インダクタがアンテナと送受信回路との間に直列
接続された整合回路の回路図である。

【図１５】送受信アンプを制御電圧により制御する無線
通信装置の概略構成を示すブロック回路図である。

【図１６】図１５の回路のアンテナ端における送信出力
−周波数特性曲線を示す図である。

【図１７】図１５の回路の拡散逆拡散部における受信レ
ベル−周波数特性曲線を示す図である。

【図１８】整合回路を備えた従来の無線通信装置の概略
構成を示すブロック回路図である。

【図１９】狭帯域のアンテナの利得−周波数特性曲線を
示す図である。

【符号の説明】

１…アンテナ、３，１１…送受信回路、４，１４…ディ
ジタル回路、１０，４０，５０，６０…整合回路、１２
…送受信アンプ、１３…結合器、１５…周波数検出回
路、２１…拡散逆拡散部、２２，２６…変復調部、２３
…レベル検知部、２４…ホッピングシンセサイザ、２５
…電圧微調整部、２７…周波数制御部、Ｃｖ…可変バラ
クタキャパシタ、Ｌｖ…可変インダクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線により信号の送受信を行うためのア
ンテナと、上記アンテナを介して送受信される信号に所定の通信処
理を施す送受信処理部と、上記アンテナの周波数特性と送受信処理部の周波数特性
を整合させるための整合部と、所望の周波数に基づいて上記整合部の周波数特性を制御
する制御部とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】請求項１記載の無線通信装置であって、信号レベルを検知するレベル検知部と、上記検知された信号レベルに基づいて上記整合部の周波
数特性を微調整する微調整部とを備えることを特徴とす
る無線通信装置。
【請求項３】請求項１記載の無線通信装置であって、上記制御部は、送信する信号の周波数と受信した信号の
周波数の少なくとも何れかを上記所望の周波数として上
記整合部の周波数特性を制御することを特徴とする無線
通信装置。
【請求項４】請求項１記載の無線通信装置であって、上記制御部は、上記送受信部へ入力する受信信号の周波
数を検出する周波数検出部を備え、当該検出した周波数
を上記所望の周波数として上記整合部の周波数特性を制
御することを特徴とする無線通信装置。